| 【発明の名称】 |
鋼製柱と鉄筋コンクリート梁の接合構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】澤泉 紳一
【氏名】菅野 良一
|
| 【要約】 |
【課題】梁と柱の応力伝達が明解であり、柱断面の欠損がなく、また鉄骨製作時に梁断面が決まっている必要はなく、鉄筋曲げ加工や鉄筋コンクリート造梁の梁幅を拡幅する必要のない鋼製柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造および接合金具の提供。
【解決手段】鋼管柱等の鋼製柱に、鋼管仕口用分割リング１等から構成された環状リング５（または横断面ほぼＴ字状金物における縦部分）が溶接により固定され、前記リング５（またはＴ字状金物）における水平部分には、梁主筋１１ａを継ぐための継手用差し筋２（２ａ）の基端部が予めまたは現場溶接により固定され、継手用差し筋２（２ａ）の先端部が前記リング５（またはＴ字状金物における水平部分）の外側に突出するように配置され、前記継手用差し筋２（２ａ）に梁主筋１１ａが重ね継ぎにより一体に接合されていることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 鋼管柱の梁接合部分において外ダイアフラムとして機能する鋼管仕口用リングに，鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記リングの外側に突出するように配置されていることを特徴とする鉄筋継手用差し筋を有する鋼管仕口用金物。
【請求項２】 鋼製柱に固定される縦部分を有する横断面ほぼＴ字状金物における水平部分に、鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記水平部分の外側に突出するように配置されていることを特徴とする継手用差し筋を備えたスプリットＴ金物。
【請求項３】 鋼管柱に、外ダイアフラムとして機能する鋼管仕口用リングが溶接により固定され、前記リングには、鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が予めまたは現場溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記リングの外側に突出するように配置され、前記継手用差し筋に鉄筋コンクリート梁の主筋等の鉄筋が接合されていることを特徴とする鋼管柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造。
【請求項４】 鋼製柱に、これに固定される縦部分を有する横断面ほぼＴ字状金物における前記縦部分がボルトまたは溶接により固定され、前記ほぼＴ字状金物における水平部分に、鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が予めまたは現場溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記水平部分の外側に突出するように配置され、前記継手用差し筋に鉄筋コンクリート梁の主筋等の鉄筋が接合されていることを特徴とする鋼製柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造。
【請求項５】鋼管柱またはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの柱に、継手用差し筋を有する複数の環状リングが溶接により固定されていることを特徴とする請求項３に記載の鋼管柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造。
【請求項６】 前記鋼製柱，鉄骨鉄筋コンクリート柱の芯鉄骨柱，鋼管柱あるいはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの柱に、継手用差し筋を有する横断面ほぼＴ字状の複数の金物がボルトまたは溶接により固定されていることを特徴とする請求項４に記載の鋼管柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨柱またはコンクリート充填鋼管柱等の鉄骨柱と鉄筋コンクリート梁と接合構造および接合金具（仕口用金物）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄骨柱と鉄筋コンクリート梁からなる建築鉄骨形式は、一般的ではなく、例えば、実開昭６２―１７７８０１号公報により公表されているように（図１３参照）、鉄筋コンクリート梁１４における梁主筋１５を構成する上部主筋１５ａおよび下部主筋１５ｂを、鋼管柱１６に設けた横孔１７に貫通させるように配置するようにした鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造が知られている。
【０００３】また図７および図８に示すように、横断面十字状の柱本体２０の先端側のフランジ２１を一体に固着したフランジ付きクロスＨ形断面の構造のクロスＨ型鉄骨柱２２における十字状部分２３に横孔１７を設け、その横孔１７に梁主筋１５を貫通させるように配置するようにした鉄骨柱２２と鉄筋コンクリート梁１４との接合部構造が考えられる。
【０００４】さらに図９および図１０に示すように、横断面十字状の柱本体２０の先端側のフランジ２１を一体に固着したフランジ付きクロスＨ形断面の構造のクロスＨ型鉄骨柱２２におけるフランジ２１の外側に梁主筋１５を平面台形状または逆台形状に屈曲させて屈曲部２４を形成するように配置した鉄骨柱２２と鉄筋コンクリート梁１４との接合部構造が考えられる。
【０００５】さらにまた図１１および図１２に実線で示すように、鋼管柱２２の外側に梁主筋１５を曲げ加工して、屈折または屈曲させて配置するようにした鋼管柱２２と鉄筋コンクリート梁１４との接合部構造にするか、図１１に点線で示すように、鋼管柱２２に設けた横孔１７に、鉄筋コンクリート梁１４用の梁主筋１５を貫通させるように配置するようにした鋼管柱２２と鉄筋コンクリート梁１４との接合部構造が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、鋼製柱２２と鉄筋コンクリート製梁１４との接合の仕方として考えられる接合方法としては、柱２２が鉄骨鉄筋コンクリート構造に見られるような梁主筋１５を貫通させる方法、鉄骨柱２２にあけた横孔１７に梁主筋１５に通すか、柱２２を回避するように梁主筋１５を曲げる方法が主に考えられるが、いずれも梁１４と柱２２の応力伝達が不明解であるので、応力伝達の解析が難しいという問題がある。
【０００７】また前者の梁主筋１５を柱２２に貫通させる場合には、比較的大径の異形鉄筋からなる梁主筋１５を通すために、柱断面が比較的大径の貫通孔１７により欠損する上、孔開け時（鉄骨製作時）に梁断面が決まっている必要があり、工程的な制約を受けることとなる。後者の柱２２を回避するように梁主筋１５を曲げる方法は、梁主筋１５に鉄筋曲げ加工が必要な上、梁巾が柱接合部近傍で大きくなり、納まり上、好ましくないと共にデッドスペースが生じる。
【０００８】本発明は、接合用金物を利用して、柱部材に鉄筋コンクリート梁部材における主筋を接続することができ、鉄骨柱と鉄筋コンクリート梁とを容易に接合することができ、また梁と柱の応力伝達が明解であり、柱断面の欠損や鉄骨製作時に梁断面が決まっている必要はなく、強度上、並びに設計および施工の自由度を高めることができる鋼製柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造および接合金具を提供することを目的とする。
【０００９】
【問題を解決するための手段】前記の従来の問題点を有利に解決するために、本発明の請求項１の継手用差し筋を有する鋼管仕口用金物においては、鋼管柱の梁接合部分において外ダイアフラムとして機能する鋼管仕口用リングに、梁主筋等の鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記リングの外側に突出するように配置されていることを特徴とする。
【００１０】また請求項２の継手用差し筋を備えたスプリットＴ金物においては、鋼製柱に固定される縦部分を有する横断面ほぼＴ字状金物における水平部分に、梁主筋等の鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記水平部分の外側に突出するように配置されていることを特徴とする。
【００１１】さらに請求項３の鋼管柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造においては、鋼管柱に、外ダイアフラムとして機能する鋼管仕口用リングが溶接により固定され、前記リングには、梁主筋等の鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が予めまたは現場溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記リングの外側に突出するように配置され、前記継手用差し筋に梁主筋等の鉄筋が接合されていることを特徴とする。
【００１２】さらに請求項４の鋼製柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造においては、鋼製柱に、これに固定される縦部分を有する横断面ほぼＴ字状金物における前記縦部分が溶接により固定され、前記ほぼＴ字状金物における水平部分に、梁主筋等の鉄筋を継ぐための継手用差し筋の基端部が予めまたは現場溶接により固定され、継手用差し筋の先端部が前記水平部分の外側に突出するように配置され、前記継手用差し筋に梁主筋等の鉄筋が接合されていることを特徴とする。
【００１３】さらにまた請求項５の発明においては、請求項３に記載の鋼管柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造において、鋼管柱またはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの柱に、継手用差し筋を有する複数の環状リングが溶接により固定されていることを特徴とする。
【００１４】なおまた請求項６の発明においては、請求項４に記載の鋼管柱と鉄筋コンクリート梁との接合構造において、前記鋼製柱，鉄骨鉄筋コンクリート柱の芯鉄骨柱，鋼管柱あるいはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの柱に、継手用差し筋を有する横断面ほぼＴ字状の複数の金物がボルトまたは溶接により固定されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】次にこの発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。図３は本発明の実施形態において使用される接合用仕口金具を示すものであって、平面的に梁の通り芯に交差するように傾斜した状態（図示の場合は、４５°）に配置された半円環状の鋼製板体からなる半分割外リング１の上面に、間隔をおいて並行に一対の異径鉄筋等の鉄筋からなる直線状の梁主筋接続用差し筋２の基端部両側がフレア溶接等の溶接ｗにより固定されて、差し筋付き半分割外リング３が構成されている。前記梁主筋接続用差し筋２の半分割外リング１からの突出長さは、梁主筋に番線（図示を省略した）等を使用した重ね継ぎされて一体に接合するための十分な長さ突出している。前記半分割外リング１の両端部および内周側には開先加工４が施されている。
【００１６】前記各一対の梁主筋接続用差し筋２の間隔は、図１に示すように、鉄筋コンクリート梁１４側における同レベルの複数の直線状の上部主筋１１ａの間隔とほぼ同様な間隔に設定されるか、あるいは同レベルの複数の直線状の下部主筋１１ｂとほぼ同様な間隔に設定されている。前記上部主筋１１ａの長手方向の長さ寸法は、隣り合う各柱に固定される後記の差し筋付き環状リング５間の間隔よりも小さく設定されている。
【００１７】図３に示す梁主筋接続用差し筋２を有する差し筋付き半分割外リング１の一対を、工場または現場において、円形を構成するように配置して、その周方向両端部を連続した溶接により一体化した図１に示す差し筋付き環状外リング５を構成して、その差し筋付き環状外リング５を鋼管柱１６における仕口部を構成する所定の位置に配置して、差し筋付き環状外リング５の内周面を溶接により固定するようにしてもよく、あるいは差し筋付き半分割外リング１をそれぞれ鋼管柱１６に溶接により固定すると共に、半分割外リング１の周方向端部相互を溶接により固定するようにして環状外リング５を構成するようにしてもよい。
【００１８】図１および図２は、前記差し筋付き半分割外リング１または差し筋付き環状外リング５を使用して、鋼管柱１６の外側の所定の位置に固定して仕口部を形成すると共に、鉄筋コンクリート梁の上部主筋１１ａおよび下部主筋１１ｂにそれぞれ、上部差し筋２ａ（２）および下部差し筋２ｂ（２）を重合させて一体化した本発明の接合構造の一実施形態を示すものであって、横断面円形の鋼管からなる鋼管柱１６の所定の位置に、一対の鋼製半円状分割型リングダイアフラムからなる反分割外リング１の内周側が溶接により固定され、かつ前記各半円状の半分割外リング１における周方向に隣り合う各半円の両端部が半径方向の連続した溶接ｗにより固定されている。
【００１９】前記鋼管柱１６としては、鋼管内にコンクリート１３が充填されたコンクリート充填鋼管柱１６を使用するようにしてもよく、あるいはコンクリートを充填しない鋼管柱１６を使用するようにしてもよい。また前記梁鉄筋における上部主筋１１ａおよび下部主筋１１ｂのレベルと、前記柱１６側に固定される環状外リング５のレベルは同一になるようにするとよく、また図２に示すように、上部差し筋２ａを上部主筋１１ａの上部に、また下部主筋１１ｂの上部に差し筋２ｂを重合するように配設されて、差し筋２（２ａ，２ｂ）と主筋１１ａ，１１ｂが番線等を使用した重ね継ぎにより一体化されている。
【００２０】前記梁主筋１１ａ（１１ｂ）および継手用差し筋２（２ａ、２ｂ）を被覆するように、２点鎖線で示す梁コンクリート１２が打設されて、鉄筋コンクリート梁１４が構成されている。
【００２１】図４は本発明の実施形態において使用される接合用仕口金具の他の例を示すものであって、この実施形態の場合は、縦部分６の中央部に横方向に延長する水平部分７を備えた横断面ほぼ倒Ｔ字状の鋼製金物８における前記水平部分７の上面に、前後方向に間隔を置いて平行（または並行）に配置された直線状の差し筋２（２ａ，２ｂ）の基部側が連続した溶接により固定されて、鉄筋コンクリート梁１４の一部を構成する上部主筋１１ａに対応する鋼製柱１６側に固定される差し筋付き倒Ｔ字状金物９が構成されており、またこれを反転配置することにより、図示を省略するが、横断面ほぼ倒Ｔ字状鋼製金物９の水平部分の下面に、前後方向に間隔を置いて並行に溶接により直線状の差し筋２ｂの基部側が連続溶接により固定され、鉄筋コンクリート梁１４における下部主筋１１ｂに対応する鋼製柱１６側に固定される差し筋付き倒Ｔ字状金物９を構成することができる。また前記縦部分６の上部および下部には、左右方向に間隔をおいてボルト挿通用の透孔２５が設けられている。
【００２２】前記差し筋付き倒Ｔ字状金物９における各一対の差し筋２の間隔は、図３に示す差し筋付き環状外リング５と同様に、鉄筋コンクリート梁１４における同レベルの複数の上部主筋１１ａの間隔とほぼ同様な間隔に設定されるか、あるいは同レベルの複数の下部主筋１１ｂとほぼ同様な間隔に設定されている。
【００２３】図５および図６は、図４に示す継手用差し筋２を備えた横断面ほぼＴ字状の継手金物９を使用した鋼製柱２２と鉄筋コンクリート梁１４との接合構造を示すものであって、この実施形態の場合は、図４に示す継手用差し筋２（２ａ，２ｂ）を備えた横断面ほぼ倒Ｔ字状継手金物９が横断面矩形状の柱２２に上下方向に間隔をおいて配設され、前記各上部および下部に配置される差し筋付き倒Ｔ字状継手金物９の縦部分６が鋼製柱２２の外側面に当接されて、前記縦部分６の透孔と鋼製柱２２の透孔とに渡って挿通されたワンサイドボルト等のボルト２６により鋼製柱２２に固定され、前記各倒Ｔ字状金物９における各差し筋２の先端側部分が鉄筋コンクリート梁１４における上部主筋１１ａまたは下部主筋１１ｂに重合するように配置されて番線（図示を省略した）等を使用した重ね継ぎにより一体に接合されている。なお、前記ボルト２６を挿通するために設ける比較的小径の透孔による鋼製柱２２の断面欠損は、従来の異形鋼棒を挿通させるために設ける比較的大径の透孔による鋼製柱の断面欠損よりも比較的小さくて済む。
【００２４】前記梁主筋１１ａ（１１ｂ）および継手用差し筋２（２ａ、２ｂ）を有する金物５（９）を被覆するように、２点鎖線で示す梁コンクリート１２が打設されて、鉄筋コンクリート梁１４が構成され、また鋼管柱２２内にはコンクリート１３が充填されている。
【００２５】本発明を実施する場合、前記倒Ｔ字状の鋼製金物８における縦部分６を横断面円弧状に形成すれば、鋼管柱１６に対してもボルトにより固定することができるため、差し筋付き倒Ｔ字状金物９を介して、鋼管柱１６と鉄筋コンクリート梁１４とを接合するようにしてもよい。なお、前記鋼製金物８を鋼製柱に溶接により固定するようにしてもよい。また本発明を実施する場合、鋼管仕口用リングとしては、もともと閉鎖したリング状のものを使用してもよく、円弧状等に複数に分割した分割リングを一体化してリング状に構成したものでもよい。さらに前記実施形態においては、継手用差し筋を備えた金物における差し筋を梁主筋に重ね継ぎする形態を示したが、梁主筋以外の鉄筋に重ね継ぎするように使用するようにしてもよい。
【００２６】本発明を実施する場合、鋼製柱としては、H形鋼またはクロスH形鋼あるいは矩形、円形断面の鋼管製柱としてもよく、鉄骨鉄筋コンクリート造の芯鉄骨柱、コンクリート充填鋼管柱等の柱としてもよい。
【００２７】また本発明の場合は、梁主筋の鉄筋曲げ加工や、鉄筋コンクリート造梁の拡幅梁幅が不要であり、梁の納まりもすっきりし、梁幅の拡幅によるデッドスペースを生じない等の効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるので次のような効果を有している。本発明によると、接合用差し筋を備えた金物の構成が簡単な構成であると共にその金物を利用して、柱部材に鉄筋コンクリート梁部材における梁主筋等の鉄筋に容易に接続することができ、鉄骨柱と鉄筋コンクリート梁とを容易に接合することができ、また本発明の場合は、梁と柱の応力伝達が明解であるので、正確な設計をすることができ、さらに柱断面の欠損が生じる場合でもその断面欠損が小さく、また鉄骨製作時に梁断面が決まっている必要はないので、強度上有利であると共に、設計および施工の自由度を高めることができる。また柱の多少の建て込み誤差があっても、梁の接合に影響することがない。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６６５５
【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１２年９月１３日（２０００．９．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７２５０
【弁理士】
【氏名又は名称】林 信之 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００２−８８９０９（Ｐ２００２−８８９０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年３月２７日（２００２．３．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２７７５９３（Ｐ２０００−２７７５９３） |
|